KR102030826B1 - 엔진 제어 시스템 및 그것의 고장 진단 방법 - Google Patents

엔진 제어 시스템 및 그것의 고장 진단 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명에 따른 엔진 제어 시스템의 고장 진단 방법은, 고장 카운터값을 이용하여 모터 제어기와 엔진 제어기 사이의 통신 고장을 진단하는 단계, 상기 엔진 제어기에서 상기 모터 제어기로부터 홀센서 카운터값과 제어 듀티 값을 읽는 단계, 및 상기 엔진 제어기에서 상기 홀센서 카운터값과 제어 듀티 값을 이용하여 상기 모터 제어기의 노이즈성 고장을 진단하는 단계를 포함할 수 있다.

Description

엔진 제어 시스템 및 그것의 고장 진단 방법{ENGIN CONTROL SYSTEM AND FAULT DIAGNOSIS METHOD THEREOF}
본 발명은 엔진 제어 시스템 및 그것의 고장 진단 방법에 관한 것이다.
차량에 대한 운전자 요구사항이 점차 다양화/고도화되고 있다. 엔진 제어기에서 처리해야 하는 정보의 양이 지속적으로 증가하는 추세이다. 최근에 엔진 제어기의 부하를 분산하고자 자체적으로 연산/제어를 수행하는 스마트 디바이스(smart device)가 적용되고 있다. 법률적으로 이러한 스마트 디바이스에 대한 고장 진단이 필요하다. 스마트 디바이스에 대한 고장 진단을 수행하기 위해서 기준값, 고장 판정 대기시간, 정상판정 대기시간 등의 설정값들이 필요하다. 이러한 설정값들은 차량 생산 이후에도 정비소에서 통신 포트를 활용하여 변경될 수 있어야 한다. 이러한 요구 상항들을 만족시키기 위해 제품 단가 상승이 불가피하다.
공개특허: 10-2012-0137897, 공개일: 2012년 12월 24일, 제목: BLDC 모터제어 시스템의 홀소자 이상판정 방법. 공개특허: 10-2016-0007770, 공개일: 2016년 01월 21일, 제목: BLDC 모터의 제어 장치 및 제어 방법. 공개특허: 10-2017-0005225, 공개일: 2017년 01월 12일, 제목: 차량의 홀센서 고장진단방법.
본 발명의 목적은 저렴하면서 제어기 진단의 정확도를 향상시키는 엔진 제어 시스템 및 그것의 고장 진단 방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 엔진 제어 시스템의 고장 진단 방법은, 엔진 제어기가 모터 제어기로 목표값을 전송하여 모터를 제어하도록 구성된 엔진 제어 시스템의 고장 진단 방법에 관한 것으로, 고장 카운터값을 이용하여 상기 모터 제어기와 상기 엔진 제어기 사이의 통신 고장을 진단하는 단계; 상기 엔진 제어기에서 상기 모터 제어기로부터 홀센서 카운터값과 제어 듀티 값을 읽는 단계; 및 상기 엔진 제어기에서 상기 홀센서 카운터값과 제어 듀티 값을 이용하여 상기 모터 제어기의 노이즈성 고장을 진단하는 단계를 포함할 수 있다
실시 예에 있어서, 상기 노이즈성 고장을 진단하는 단계는, 이전 홀센서 카운터값과 상기 제어 듀티 값에 따른 상기 홀센서 카운터값의 정상 범위를 설정하는 단계를 포함할 수 있다.
실시 예에 있어서, 상기 노이즈성 고장을 진단하는 단계는, 상기 정상 범위 내에 상기 홀센서 카운터값이 포함되는지에 따라 카운터 변화량이 유효한 지를 판별하는 단계를 더 포함할 수 있다.
실시 예에 있어서, 상기 노이즈성 고장을 진단하는 단계는, 상기 카운터 변화량이 유효할 때, 상기 고장 카운터값을 감소시키는 단계; 및 상기 카운터 변화량이 유효하지 않을 때, 상기 고장 카운터값을 증가시키는 단계를 더 포함하고, 상기 증가되는 고장 카운터값의 크기가 상기 감소되는 고장 카운터값의 크기보다 크게 설정될 수 있다.
실시 예에 있어서, 상기 홀센서 카운터값의 정상 범위가 물리적으로 정상인지를 판별하는 단계를 더 포함할 수 있다.
실시 예에 있어서, 상기 정상 범위가 정상이 아니라면, 범위 고장을 판정하는 단계를 더 포함할 수 있다.
실시 예에 있어서, 상기 정상 범위가 정상이라면, 현재 홀센서 카운터값을 저장하는 단계를 더 포함할 수 있다.
실시 예에 있어서, 상기 노이즈성 고장을 진단하는 단계는, 상기 고장 카운터값이 고장 의심 카운터 기준값 이하인 지를 판별하는 단계를 더 포함할 수 있다.
실시 예에 있어서, 상기 고장 카운터값이 상기 고장 의심 카운터 기준값 이하라면, 상기 통신 고장을 진단하는 단계가 진입되는 것을 특징으로 한다.
실시 예에 있어서, 상기 노이즈성 고장을 진단하는 단계는, 상기 고장 카운터값이 상기 고장 의심 카운터 기준값을 초과하면, 상기 모터 제어기의 노이즈성 고장을 판정하는 단계를 더 포함할 수 있다.
실시 예에 있어서, 상기 통신 고장을 진단하는 단계는, CAN(controller area network) 메시지를 수신하는 단계; 상기 CAN 메시지가 유효한 지를 판별하는 단계; 상기 CAN 메시지가 유효하다면 상기 고장 카운터값을 초기화시키는 단계; 및 상기 CAN 메시지가 유효하지 않다면 상기 고장 카운터값을 증가시키는 단계를 포함할 수 있다.
실시 예에 있어서, 상기 통신 고장을 진단하는 단계는, 상기 고장 카운터값이 고장 카운터 기준값보다 이하인지를 판별하는 단계를 포함하고, 상기 고장 카운터값이 상기 고장 카운터 기준값보다 이하이면, 상기 홀센서 카운터값과 상기 제어 듀티 값을 읽는 단계가 진입되는 것을 특징으로 한다.
실시 예에 있어서, 상기 통신 고장을 진단하는 단계는, 상기 고장 카운터값이 고장 카운터 기준값을 초과하면, 상기 모터 제어기의 통신 고장을 판정하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 엔진 제어 시스템은, 엔진에 연결된 구동축에 동력을 제공하는 모터; 상기 모터로부터 홀센서 카운터값을 수신하고, 제어 듀티 값에 따라 상기 모터를 제어하는 모터 제어기; 및 상기 모터 제어기로 상기 모터의 위치 목표값을 전송하고, 상기 모터 제어기로부터 상기 홀센서 카운터값과 상기 제어 듀티 값을 수신하고, 상기 홀센서 카운터값과 상기 제어 듀티 값을 이용하여 상기 모터 제어기의 고장을 진단하는 엔진 제어기를 포함할 수 있다.
실시 예에 있어서, 상기 엔진 제어기는 상기 모터 제어기의 통신 고장을 진단하는 것을 특징으로 한다.
실시 예에 있어서, 상기 엔진 제어기는 상기 모터 제어기의 노이즈성 고장을 진단하는 것을 특징으로 한다.
실시 예에 있어서, 상기 엔진 제어기는 상기 모터 제어기의 진단 결과를 OBD(on-board diagnostics) 포트를 통하여 외부 장치로 출력하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시 예에 따른 차량용 제어 시스템의 고장 진단 방법은, 제 2 제어기에서 제 1 제어기로부터 타겟 장치를 제어하기 위한 제어 정보를 수신하는 단계; 상기 제 2 제어기에서 상기 제어 정보를 근거로 하여 상기 제 1 제어기의 고장을 진단하는 단계; 및 상기 제 2 제어기에서 상기 제 1 제어기의 진단 결과를 OBD(on-board diagnostics) 포토를 이용하여 외부로 출력하는 단계를 포함할 수 있다.
실시 예에 있어서, 상기 제 1 제어기의 고장을 진단하는 단계는, 상기 제 1 제어기의 통신 고장을 진단하는 단계; 및 상기 제 1 제어기의 노이즈성 고장을 진단하는 단계를 포함할 수 있다.
실시 예에 있어서, 상기 통신 고장을 진단하는 단계 및 상기 노이즈성 고장을 진단하는 단계는 고장 카운터값을 이용하여 진행되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시 예에 따른 엔진 제어 시스템 및 그것의 고장 진단 방법은, 진단 알고리즘을 의거하여 다양한 고장 상황에 대하여 모터 제어기의 고장을 진단함으로써, 제어기 진단의 경제성 및 정확도를 향상시킬 수 있다.
이하에 첨부되는 도면들은 본 실시 예에 관한 이해를 돕기 위한 것으로, 상세한 설명과 함께 실시 예들을 제공한다. 다만, 본 실시예의 기술적 특징이 특정 도면에 한정되는 것은 아니며, 각 도면에서 개시하는 특징들은 서로 조합되어 새로운 실시 예로 구성될 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 엔진 제어 시스템을 예시적으로 보여주는 블록도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 엔진 제어 시스템(100)의 진단 과정을 개념적으로 보여주는 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 엔진 제어 시스템(100)의 고장 진단 방법을 예시적으로 보여주는 흐름도이다.
도 4는 도 3에 도시된 통신 고장 진단 단계(S110)를 보다 상세하게 보여주는 흐름도이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 엔진 제어 시스템의 진단 정확도를 개념적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 6는 본 발명의 실시 예에 따른 차량용 시스템의 제어기 진단 방법을 예시적으로 보여주는 흐름도이다.
아래에서는 도면들을 이용하여 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있을 정도로 본 발명의 내용을 명확하고 상세하게 기재할 것이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 제 1, 제 2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다.
상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로 사용될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위로부터 이탈되지 않은 채 제 1 구성요소는 제 2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제 2 구성요소도 제 1 구성요소로 명명될 수 있다. 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 혹은 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 혹은 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다. 본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 출원에서, "포함하다" 혹은 "가지다" 등의 용어는 실시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 혹은 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 혹은 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 혹은 이들을 조합한 것들의 존재 혹은 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미이다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미인 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 엔진 제어 시스템을 예시적으로 보여주는 블록도이다. 도 1을 참조하면, 엔진 제어 시스템(100)은 엔진(110), 모터(120), 동력절환부(130), 배터리(140), 모터 제어부(150), 변속기(160), 및 통합 제어기(170)를 포함할 수 있다.
엔진(110)은 복수의 실린더들을 포함할 수 있다. 실시 예에 있어서, 실린더들은 적어도 2 종류의 다른 배기량을 갖도록 구현될 수 있다. 한편, 본 발명의 실린더가 여기에 제한되지 않는다고 이해되어야 할 것이다.
모터(120)는 엔진(110)의 구동축에 연결될 수 있다. 실시 예에 있어서, 모터(120)는 BLDC(brushless DC) 모터일 수 있다. 한편, 본 발명의 모터(120)가 BLDC 모터에 제한되지 않는다고 이해되어야 할 것이다.
동력절환부(130)는 모터(120)의 회전에 따른 구동력을 구동축에 전달하도록 구현될 수 있다. 실시 예에 있어서, 동력절환부(130)는 클러치를 포함할 수 있다.
배터리(140)는 모터(120)에 전기 에너지를 공급하도록 구현될 수 있다.
모터 제어부(150)는 모터(120)를 제어하도록 구현될 수 있다. 실시 예에 있어서, 모터 제어부(150)는 서로 다른 배기량을 갖는 실린더들로 인한 토크 차이를 보상할 수 있다. 여기서 '모터 제어부'라는 용어는 스마트 제어부로 불릴 수 있다.
변속기(160)는 엔진(110) 혹은 모터(120)에 의한 구동 토크를 구동륜(바퀴)에 전달하도록 구현될 수 있다.
엔진 제어기(170)는 엔진(110) 및 모터 제어기(150)를 제어하도록 구현될 수 있다. 실시 예에 있어서, 엔진 제어기(170)는 모터 제어기(150)로 목표값을 전달함으로써 모터(120)의 제어를 수행할 수 있다.
실시 예에 있어서, 엔진 제어기(170)는 모터 제어기(150)로부터 홀센서 카운트값과 제어 듀티를 수신하고, 홀센서의 카운트값과 제어 듀티를 이용하여 모터 제어기(150)의 정상 동작 여부를 판별할 수 있다.
실시 예에 있어서, 엔진 제어기(170)는 모터 제어기(150)의 진단 결과를 OBD(on-board diagnostic) 포트를 이용하여 외부 장치로 출력할 수 있다.
일반적인 엔지 제어 시스템은 각 제어 요소(각 제어기 혹은 각 통신단)에서 고장으로 판정되지 않은 수준의 경미한 고장(노이즈성)이 여러 요서에서 동시다발적으로 발생하더라도 단품 고장 상태로 진단되지 않기 때문에 정상적인 제어를 수행할 수 없다. 반면에, 본 발명의 실시 예에 따른 엔진 제어 시스템(100)은 다양한 종류의 노이즈성 상태를 별도로 확인하고, 진단 알고리즘에 의거하여 시스템 전반적인 고장 진단을 수행할 수 있다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 엔진 제어 시스템(100)의 진단 과정을 개념적으로 보여주는 도면이다. 도 2를 참조하면, 모터 제어기(150)는 제어 듀티에 의거하여 모터(120)를 제어할 수 있다. 모터(120)는 홀센서 카운터값(혹은 전압값)을 모터 제어기(120)에 전송할 수 있다. 실시 예에 있어서, 모터(120)는 홀센서를 내장한 BLDC 모터일 수 있다. 모터(120)는 엔진 제어를 위한 컴포넌트 엑츄에이터이다.
엔진 제어기(170)는 모터 위치 목표값을 CAN(controller area network) 통신을 통하여 모터 제어기(150)으로 전송할 수 있다. 예를 들어 모터 위치 목표값은 0 위치에서 100 위치까지 있을 수 있다. 하지만, 본 발명의 모터 위치 목표값의 개수가 여기에 제한되지 않는다고 이해되어야 할 것이다. 한편, 모터 제어기(150)와 엔진 제어기(170) 사이의 통신 방식이 CAN 통신에 제한되지 않는다고 이해되어야 할 것이다. 모터 제어기(150)과 엔진 제어기(170)는 CAN 통신 외에 다양한 통신 방식(FlexRay, LIN, MOST, Ethernet 등)으로 통신을 수행할 수 있다.
또한 엔진 제어기(170)는 CAN 통신을 통하여 모터 제어기(150)로부터 제어 듀티 값(혹은 PWM)과 홀센서 카운터값(혹은 전압 값)을 수신할 수 있다. 예를 들어, 제어 듀티 값은 0 ~ 100% 중에서 어느 하나의 일 수 있다. 엔진 제어기(170)는 제어 듀티 값과 홀센서 카운터값을 이용하여 모터 제어기(150)의 고장 여부를 진단할 수 있다. 모터 제어기(150)는 제어 듀티와 홀센서 카운터값을 엔진 제어기(170)로 송신할 수 있다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 엔진 제어 시스템(100)의 고장 진단 방법을 예시적으로 보여주는 흐름도이다. 도 1 내지 도 3을 참조하면, 엔진 제어 시스템(100)의 고장 진단 방법을 다음과 같이 진행될 수 있다.
우선적으로 엔진 제어기(170)는 고장 카운터값을 이용하여 모터 제어기(150)의 통신 고장을 진단할 수 있다(S110). 통신 고장이 없다면, 엔진 제어기(170)는 모터 제어기(150)로부터 이전 홀센서 카운터값을 읽을 수 있다(S120). 또한 엔진 제어기(170)는 모터 제어기(150)로부터 제어 듀티 값을 읽을 수 있다(S121). 엔진 제어기(170)는 이전 홀센서 카운트값과 제어 듀티 값에 대응하는 홀센서 카운터값의 정상 범위(최대/최소값)를 설정할 수 있다(S122).
엔진 제어기(170)는 정상 범위를 근거로 하여 홀센서 카운터 변화량이 유효한 지를 판별할 수 있다(S123). 예를 들어, 홀센서 카운터값이 정상 범위를 벗어나는지를 판별될 수 있다. 만일, 카운트 변화량이 유효하다면, 고장 카운트 값, 즉 노이즈 의심 카운터값은 감소될 수 있다(S124). 예를 들어, 카운트 변화량이 유효하다면, 노이즈 의심 카운터값은 1만큼 증가될 수 있다. 반면에, 카운트 변화량이 유효하지 않다면, 노이즈 의심 카운터값이 증가될 수 있다. 예를 들어, 카운트 변화량이 유효하지 않다면, 노이즈 의심 카운터값이 2만큼 감소될 수 있다. 한편, 노이즈 의심 카운터 2만큼 감소된다고 제한될 필요는 없다. 예를 들어, 노이즈 의심 카운터값이 감소되는 크기는 노이즈 의심 카운터값이 증가되는 크기보다 크게 설정될 수 있다.
S124 단계 이후에, 엔진 제어기(170)는 홀센서의 최대/최소 범위가 물리적으로 정상인 지를 판별할 수 있다(S126). 만일, 홀센서의 최대/최소 범위가 정상이라면, 현재의 홀센서 값이 저장될 수 있다. 또한, S125 단계 이후에, 현재의 홀센서 값이 저장될 수 있다(S127). 반면에, 홀센서의 최대/최소 범위가 정상이 아니라면, 홀센서의 최대/최소 범위 고장이 판정될 수 있다.
S127 단계 이후에, 엔진 제어기(170)는 노이즈 의심 카운터값이 고장 의심 카운터 기준값 이하인 지를 판별할 수 있다(S128). 만일, 노이즈 의심 카운터값이 고장 의심 카운터 기준값 이하라면, S110 단계가 진행될 수 있다. 반면에, 노이즈 의심 카운터값이 고장 의심 카운터 기준값을 초과하면, 모터 제어기(150)의 노이즈성 고장이 판정될 수 있다. 예를 들어, 고장 의심 카운터 기준값은 300 일 수 있다. 한편, 고장 의심 카운터 기준값이 여기에 제한되지 않는다고 이해되어야 할 것이다.
도 4는 도 3에 도시된 통신 고장 진단 단계(S110)를 보다 상세하게 보여주는 흐름도이다. 도 1 내지 도 4를 참조하면, 통신 고장을 진단하는 과정은 다음과 같이 진행될 수 있다.
엔진 제어기(170)는 모터 제어기(150)로부터 CAN(controller area network) 메시지를 수신할 수 있다(S111). 한편, 모터 제어기(150)로부터 수신되는 메시지가 반드시 CAN 메시지라고 제한될 필요는 없다고 이해되어야 할 것이다. 엔진 제어기(170)는 CAN 메시지 외에 다양한 통신 방식에 따라 모터 제어기(150)로 메시지를 수신할 수 있다.
엔진 제어기(170)는 수신된 CAN 메시지가 유효한 지를 판별할 수 있다(S112). 만일, CAN 메시지가 유효하다면, 고장 카운터값이 초기화될 수 있다(S113). 반면에 CAN 메시지가 유효하지 않다면, 고장 카운터값이 증가될 수 있다(S114). 예를 들어, CAN 메시지가 유효하지 않다면, 고장 카운터값이 1만큼 증가될 수 있다. 엔진 제어기(170)는 고장 카운터값이 고장 카운터 기준값 이하 인지를 판별할 수 있다. 예를 들어, 고장 카운터 기준값은 100 일 수 있다. 한편, 고장 카운터 기준값이 여기에 제한되지 않는다고 이해되어야 할 것이다. 다만, 고장 카운터 기준값은 도 3에서 설명된 노이즈 의심 카운터 기준값보다 낮게 작을 수 있다.
만일, 고장 카운터값이 고장 카운터 기준값 이하이면, 도 3에 도시된 S120 단계가 진행될 수 있다. 반면에, 고장 카운터값이 고장 카운터 기준값을 초과하면, 모터 제어기(150)과 엔진 제어기(170) 사이에 통신 고장이 판정될 수 있다.
본 발명에 따른 단계들 및/또는 동작들은 기술분야의 통상의 기술자에 의해 이해될 수 있는 것과 같이, 다른 순서로, 또는 병렬적으로, 또는 다른 에포크(epoch) 등을 위해 다른 실시 예들에서 동시에 일어날 수 있다.
실시 예에 따라서는, 단계들 및/또는 동작들의 일부 또는 전부는 하나 이상의 비-일시적 컴퓨터-판독가능 매체에 저장된 명령, 프로그램, 상호작용 데이터 구조(interactive data structure), 클라이언트 및/또는 서버를 구동하는 하나 이상의 프로세서들을 사용하여 적어도 일부가 구현되거나 또는 수행될 수 있다. 하나 이상의 비-일시적 컴퓨터-판독가능 매체는 예시적으로 소프트웨어, 펌웨어, 하드웨어, 및/또는 그것들의 어떠한 조합일 수 있다. 또한, 본 명세서에서 논의된 "모듈"의 기능은 소프트웨어, 펌웨어, 하드웨어, 및/또는 그것들의 어떠한 조합으로 구현될 수 있다.
본 발명의 실시 예들의 하나 이상의 동작들/단계들/모듈들을 구현/수행하기 위한 하나 이상의 비-일시적 컴퓨터-판독가능 매체 및/또는 수단들은 ASICs(application-specific integrated circuits), 표준 집적 회로들, 마이크로 컨트롤러를 포함하는, 적절한 명령들을 수행하는 컨트롤러, 및/또는 임베디드 컨트롤러, FPGAs(field-programmable gate arrays), CPLDs(complex programmable logic devices), 및 그와 같은 것들을 포함할 수 있지만, 여기에 한정되지는 않는다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 엔진 제어 시스템의 진단 정확도를 개념적으로 설명하기 위한 도면이다. 제어 듀티를 기준으로 하여 홀센서 카운터 변화량의 최대값(MAX)과 최소값(MIN)이 설정될 수 있다.
종래의 엔진 제어 시스템에서 가변하는 제어 듀티를 기준으로 하는 정상값 범위를 벗어나는 카운터값들(E1, E3, E5)의 각각은 지속 시간이 짧기 때문에 통신 고장으로 판정되기 어렵다. 또한, 일반적인 엔진 제어 시스템에서 고정된 기준값을 벗어나는 카운터값(E2)은 고장으로 의심되고, 정상값 범위 내의 카운터값(E4)는 정상으로 판정될 수 있다.
반면에 본 발명의 실시 예에 따른 엔진 제어 시스템(100)은 다양한 종류의 홀센서 카운터값들(E1, E3, E5)에 대하여 도 3 및 도 4에 상술된 진단 알고리즘에 의거하여 통신 고장/노이즈성 고장/범위 고장을 진단을 할 수 있다. 예를 들어, 홀센서 카운터값들(E1, E3, E5)는 노이즈성 고장으로 판정되고, 홀센서 카운터값(E4)는 최대/최소 범위 고장으로 판정되고, 홀센서 카운터값(E2)은 정상값으로 판정될 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 엔진 제어기 및 스마트 디바이스(모터 제어기)를 사용하는 시스템에서, 엔진 제어기가 스마트 디바이스 측으로 목표값을 전달하여 제어를 수행하는 경우에, 스마트 디바이스가 홀센서 카운터값과 제어 듀티를 송신하도록 함으로써, 최종적으로 엔진 제어기가 스마트 디바이스의 정상적인 동작 여부를 판정할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 있어서, 엔진 제어기에서 스마트 디바이스로 스마트 디바이스에서 모터(액츄에이터)로 여러 단계를 경유함으로써, 각 제어 요소(각 제어기 혹은 각 통신단)에서 고장으로 판정되지 않는 수준의 경미한 고장(노이즈성)이 여러 요소에 동시다발적으로 발생하였을 때, 단품 고장 상태는 아니지만 정상적인 제어가 불가능할 수 있다. 본 발명은 이러한 노이즈성 상태를 별도로 확인하고 시스템 전반적일 고장 진단을 수행할 수 있다.
한편, 도 1 내지 도 5에서는 엔진 제어 시스템의 제어기 진단 방법에 대하여 설명하였다. 하지만, 본 발명의 기술 사상이 여기에 제한되지 않는다고 이해되어야 할 것이다. 본 발명은 복수의 제어기들을 구비한 차량 내의 어떠한 시스템에도 적용 가능하다.
도 6는 본 발명의 실시 예에 따른 차량용 시스템의 제어기 진단 방법을 예시적으로 보여주는 흐름도이다. 도 6을 참조하면, 제 2 제어기는 차량 통신 방식에 의거하여 제 1 제어기로부터 제어 정보를 수신할 수 있다(S310). 여기서 제어 정보는 제 1 제어기가 타겟 장치를 제어하기 위한 정보이다. 제 2 제어기는 진단 알고리즘을 이용하여 제어 정보를 근거로 하여 제 1 제어기의 고장을 진단할 수 있다(S320). 제 2 제어기는 제 1 제어기의 진단 결과를 OBD(on-board diagnostic) 포트를 이용하여 외부 장치로 출력할 수 있다(S330).
실시 예에 있어서, 제 1 제어기의 고장을 진단하는 단계는, 제 1 제어기의 통신 고장을 진단하는 단계 및 제 1 제어기의 노이즈성 고장을 진단하는 단계를 포함할 수 있다.
실시 예에 있어서, 통신 고장을 진단하는 단계 및 노이즈성 고장을 진단하는 단계는 고장 카운터값을 이용하여 진행될 수 있다.
한편, 상술 된 본 발명의 내용은 발명을 실시하기 위한 구체적인 실시 예들에 불과하다. 본 발명은 구체적이고 실제로 이용할 수 있는 수단 자체뿐 아니라, 장차 기술로 활용할 수 있는 추상적이고 개념적인 아이디어인 기술적 사상을 포함할 것이다.
100: 엔진 제어 시스템
110: 엔진
120: 모터
130: 동력절환부
140: 배터리
150: 모터 제어기
160: 변속기
170: 엔진 제어기

Claims (20)

  1. 엔진 제어기가 모터 제어기로 목표값을 전송하여 모터를 제어하도록 구성된 엔진 제어 시스템의 고장 진단 방법에 있어서,
    고장 카운터값을 이용하여 상기 모터 제어기와 상기 엔진 제어기 사이의 통신 고장을 진단하는 단계;
    상기 엔진 제어기에서 상기 모터 제어기로부터 홀센서 카운터값과 제어 듀티 값을 읽는 단계; 및
    상기 엔진 제어기에서 상기 홀센서 카운터값과 제어 듀티 값을 이용하여 상기 모터 제어기의 노이즈성 고장을 진단하는 단계를 포함하는 엔진 제어 시스템의 고장 진단 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 노이즈성 고장을 진단하는 단계는,
    이전 홀센서 카운터값과 상기 제어 듀티 값에 따른 상기 홀센서 카운터값의 정상 범위를 설정하는 단계를 포함하는 엔진 제어 시스템의 고장 진단 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 노이즈성 고장을 진단하는 단계는,
    상기 정상 범위 내에 상기 홀센서 카운터값이 포함되는지에 따라 카운터 변화량이 유효한 지를 판별하는 단계를 더 포함하는 엔진 제어 시스템의 고장 진단 방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 노이즈성 고장을 진단하는 단계는,
    상기 카운터 변화량이 유효할 때, 상기 고장 카운터값을 감소시키는 단계; 및
    상기 카운터 변화량이 유효하지 않을 때, 상기 고장 카운터값을 증가시키는 단계를 더 포함하고,
    상기 증가되는 고장 카운터값의 크기가 상기 감소되는 고장 카운터값의 크기보다 크게 설정되는 엔진 제어 시스템의 고장 진단 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 홀센서 카운터값의 정상 범위가 물리적으로 정상인지를 판별하는 단계를 더 포함하는 엔진 제어 시스템의 고장 진단 방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 정상 범위가 정상이 아니라면, 범위 고장을 판정하는 단계를 더 포함하는 엔진 제어 시스템의 고장 진단 방법.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 정상 범위가 정상이라면, 현재 홀센서 카운터값을 저장하는 단계를 더 포함하는 엔진 제어 시스템의 고장 진단 방법.
  8. 제 4 항에 있어서,
    상기 노이즈성 고장을 진단하는 단계는,
    상기 고장 카운터값이 고장 의심 카운터 기준값 이하인 지를 판별하는 단계를 더 포함하는 엔진 제어 시스템의 고장 진단 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 고장 카운터값이 상기 고장 의심 카운터 기준값 이하라면, 상기 통신 고장을 진단하는 단계가 진입되는 것을 특징으로 하는 엔진 제어 시스템의 고장 진단 방법.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 노이즈성 고장을 진단하는 단계는,
    상기 고장 카운터값이 상기 고장 의심 카운터 기준값을 초과하면, 상기 모터 제어기의 노이즈성 고장을 판정하는 단계를 더 포함하는 엔진 제어 시스템의 고장 진단 방법.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 통신 고장을 진단하는 단계는,
    CAN(controller area network) 메시지를 수신하는 단계;
    상기 CAN 메시지가 유효한 지를 판별하는 단계;
    상기 CAN 메시지가 유효하다면 상기 고장 카운터값을 초기화시키는 단계; 및
    상기 CAN 메시지가 유효하지 않다면 상기 고장 카운터값을 증가시키는 단계를 포함하는 엔진 제어 시스템의 고장 진단 방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 통신 고장을 진단하는 단계는,
    상기 고장 카운터값이 고장 카운터 기준값보다 이하인지를 판별하는 단계를 포함하고,
    상기 고장 카운터값이 상기 고장 카운터 기준값보다 이하이면, 상기 홀센서 카운터값과 상기 제어 듀티 값을 읽는 단계가 진입되는 것을 특징으로 하는 엔진 제어 시스템의 고장 진단 방법.
  13. 제 11 항에 있어서,
    상기 통신 고장을 진단하는 단계는,
    상기 고장 카운터값이 고장 카운터 기준값을 초과하면, 상기 모터 제어기의 통신 고장을 판정하는 단계를 더 포함하는 엔진 제어 시스템의 고장 진단 방법.
  14. 엔진에 연결된 구동축에 동력을 제공하는 모터;
    상기 모터로부터 홀센서 카운터값을 수신하고, 제어 듀티 값에 따라 상기 모터를 제어하는 모터 제어기; 및
    상기 모터 제어기로 상기 모터의 위치 목표값을 전송하여 상기 모터를 제어하고, 상기 모터 제어기로부터 상기 홀센서 카운터값과 상기 제어 듀티 값을 수신하고, 상기 홀센서 카운터값과 상기 제어 듀티 값을 이용하여 상기 모터 제어기의 고장을 진단하는 엔진 제어기를 포함하는 엔진 제어 시스템.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 엔진 제어기는 상기 모터 제어기의 통신 고장을 진단하는 것을 특징으로 하는 엔진 제어 시스템.
  16. 제 14 항에 있어서,
    상기 엔진 제어기는 상기 모터 제어기의 노이즈성 고장을 진단하는 것을 특징으로 하는 엔진 제어 시스템.
  17. 제 14 항에 있어서,
    상기 엔진 제어기는 상기 모터 제어기의 진단 결과를 OBD(on-board diagnostics) 포트를 통하여 외부 장치로 출력하는 것을 특징으로 하는 엔진 제어 시스템.
  18. 차량용 제어 시스템의 고장 진단 방법에 있어서,
    제 2 제어기에서 제 1 제어기로부터 타겟 장치를 제어하기 위한 제어 정보를 수신하는 단계;
    상기 제 2 제어기에서 상기 제어 정보를 근거로 하여 상기 제 1 제어기의 고장을 진단하는 단계; 및
    상기 제 2 제어기에서 상기 제 1 제어기의 진단 결과를 OBD(on-board diagnostics) 포토를 이용하여 외부로 출력하는 단계를 포함하고,
    상기 제 1 제어기의 고장을 진단하는 단계는 상기 제 2 제어기에서 상기 제 1 제어기로부터의 홀센서 카운터값과 제어 듀티 값을 이용하여 상기 제 1 제어기의 노이즈성 고장을 진단하는 단계를 포함하는 차량용 제어 시스템의 고장 진단 방법.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 제 1 제어기의 고장을 진단하는 단계는,
    고장 카운터값을 이용하여 상기 제 1 제어기의 통신 고장을 진단하는 단계를 더 포함하는 차량용 제어 시스템의 고장 진단 방법.
  20. 삭제
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